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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 쌀가루에 건강 기능성이 입증된 녹차 분말을 첨가하여 스펀지케이크를 제조한 후 이화학적 품질 특성, 관능적인 특성, 산화방지 물질의 함량과 산화방지 활성을 측정함으로써 스펀지케이크에 쌀가루와 녹차의 적용 가능성을 탐색하였다. 이를 통해 녹차와 쌀가루의 이용성을 증진시킬 수 있는 기초자료로 제시하고자 한다.
- 따라서 본 연구에서는 쌀가루에 건강 기능성이 입증된 녹차 분말을 첨가하여 스펀지케이크를 제조한 후 이화학적 품질 특성, 관능적인 특성, 산화방지 물질의 함량과 산화방지 활성을 측정함으로써 스펀지케이크에 쌀가루와 녹차의 적용 가능성을 탐색하였다. 이를 통해 녹차와 쌀가루의 이용성을 증진시킬 수 있는 기초자료로 제시하고자 한다.
제안 방법
- 쌀스펀지 케이크 관능적인 특성은 영양조리과학을 전공하는 대학생 패널(20-28세) 20명을 대상으로 평가하였다. 녹차 분말을 첨가하지 않고 쌀가루만으로 제조한 스펀지케이크를 대조군으로 하고, 쌀가루 무게에 대해 녹차 분말을 1, 3 및 5%의 비율로 첨가 하여 제조한 케이크를 실험군으로 하여 관능평가를 진행하였다. 제조한지 약 2시간 경과 된 스펀지케이크를 일정한 크기(3×3×3 cm)로 자르고 시료에 대한 편견을 막기 위하여 무작위로 조합된 세자리 난수표로 구분하여 일회용 접시에 담아서 제시하였다.
- 예비실험 결과에 따라 Table 1과 같은 배합비율로 스펀지케이크를 제조하였다. 녹차 분말을 첨가하지 않고 쌀가루만으로 제조한 스펀지케이크를 대조군으로 하였고, 실험군은 쌀가루 무게에 대해 녹차 분말을 1, 3 및 5%의 비율로 첨가하여 제조하였다.
- 본 연구에서는 녹차 분말을 쌀가루 중량의 1, 3, 5%로 첨가하여 쌀스펀지 케이크를 제조하고 품질특성, 산화방지 활성과 관능적인 특성을 조사하였다. 수분함량은 녹차 분말을 첨가하지 않는 대조군에서 22.
대상 데이터
- 본 실험에서 사용한 모든 재료는 제과제빵 재료상인 윤창상사 (Suwon, Korea)에서 구입해서 실험재료로 사용했다. 녹차 분말 (Baeklok Dawon, Boseong, Korea), 박력쌀가루(Idaedoo, Gunsan, Korea), 설탕(Qone, Suwon, Korea), 베이킹파우더(Choheung, Suwon, Korea), 바닐라향(Poong Jeon Food, Suwon, Korea), 럼주 (BINH TAY Liqueur J.S.C., HoChiminh City, Vietnam) 등을 사용하였으며 달걀은 안성시내 마트에서 구입하였다. 폴린-시오칼토 페놀 시약(Folin-CioCalteu’s phenol reagent), 갈산(gallic acid), 카테킨(catechin), 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl, nitro blue tetrazolium chloride (NBT), 니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 (nicotinamide adenine dinucleotide, NADH), 인산이수소소듐 (sodium phosphate monobasic), 데옥시리보스(deoxy-d-ribose)와 트리스-염산(Tris-HCl), 파라메틸스타이렌(para-methyl styrene, PMS) 는 Sigma-Aldrich Chemical Co.
- 본 실험에서 사용한 모든 재료는 제과제빵 재료상인 윤창상사 (Suwon, Korea)에서 구입해서 실험재료로 사용했다. 녹차 분말 (Baeklok Dawon, Boseong, Korea), 박력쌀가루(Idaedoo, Gunsan, Korea), 설탕(Qone, Suwon, Korea), 베이킹파우더(Choheung, Suwon, Korea), 바닐라향(Poong Jeon Food, Suwon, Korea), 럼주 (BINH TAY Liqueur J.
- 쌀스펀지 케이크 관능적인 특성은 영양조리과학을 전공하는 대학생 패널(20-28세) 20명을 대상으로 평가하였다. 녹차 분말을 첨가하지 않고 쌀가루만으로 제조한 스펀지케이크를 대조군으로 하고, 쌀가루 무게에 대해 녹차 분말을 1, 3 및 5%의 비율로 첨가 하여 제조한 케이크를 실험군으로 하여 관능평가를 진행하였다.
데이터처리
- 모든 결과는 3회 반복실험에 대한 평균±표준편차로 나타내었다. 실험결과에 대한 통계처리는 SPSS software package (Version 17.
- 모든 결과는 3회 반복실험에 대한 평균±표준편차로 나타내었다. 실험결과에 대한 통계처리는 SPSS software package (Version 17.0, SPSS Inc., Chicago, IL, USA)를 이용하여 평균과 표준편차로 나타내었고, 각 처리군 간의 유의성에 대한 검증은 ANOVA를 이용하여 유의성을 확인한 후, p<0.05 수준에서 던컨시험(Duncan’s multiple test)을 이용하여 분석하였다.
이론/모형
- 일반성분분석은 AOAC(23)의 방법에 따라 수분정량은 상압건조방법으로 105℃에서 건조하여 정량하였고, 조회분은 600℃ 직접회화법으로 측정하였다. 조지방은 속슬렛(Soxhlet) 추출기(Soxtec System HT 1043, Foss Tecator, Eden Prairie, MN, USA)를 사용하여 다이에틸에테르(diethyl ether)로 추출하여 정량하였다.
- 조지방은 속슬렛(Soxhlet) 추출기(Soxtec System HT 1043, Foss Tecator, Eden Prairie, MN, USA)를 사용하여 다이에틸에테르(diethyl ether)로 추출하여 정량하였다. 조단백질은 세미마이크로 켈달법(semimicro-Kjeldhl)으로 자동 단백질 분석기(Kjeltec 2400 AUT, Foss Tecator)로 분석하였다.
성능/효과
- 녹차 분말을 첨가하여 제조한 쌀스펀지 케이크의 산화방지 활성을 DPPH와 ABTS 라디칼 소거활성 및 환원력으로 측정하였고 그 결과는 Table 6에 나타내었다. DPPH 라디칼 소거활성은 녹차 분말을 첨가하지 않은 대조군에서 1.02%로 나타났고, 녹차 분말을 1, 3, 5%까지 첨가하여 제조한 쌀스펀지 케이크에서는 각각 16.10, 52.88 및 77.60%로 증가하였다. ABTS 라디칼 소거활성도 녹차 분말 첨가량이 증가함에 따라 높게 나타났으며, DPPH 라디칼 소거활성과 비슷한 양상을 보였다.
- 97%의 ABTS 라디칼 억제활성을 나타냈다. 녹차 분말을 5% 첨가하여 제조한 쌀스펀지 케이크에서는 71.54%의 ABTS 라디칼 소거활성을 보여 녹차 분말의 첨가량에 비례하여 ABTS 라디칼 소거활성이 증가함을 확인하였다.
- 이상의 결과를 종합해 볼 때, 쌀스펀지 케이크에 녹차 분말을 첨가할 때는 쌀가루 중량의 1% 수준에서 첨가할 경우, 색에 대한 선호도는 대조군과 유사하게 나타났고, 향에 대한 선호도는 대조군보다 높게 나타났다. 녹차 분말을 쌀가루 중량의 3% 수준에서 첨가할 경우는 대조군과 유사한 수준으로 맛에 대한 기호 도가 높게 나타났고, 질감 및 전체적인 선호도는 대조군보다 높음을 알 수 있었다.
- 녹차 분말을 첨가하여 제조한 쌀스펀지 케이크의 총 폴리페놀과 총 플라보노이드 함량은 Table 5와 같다. 녹차 분말을 첨가하지 않고 제조한 쌀스펀지 케이크의 총 폴리페놀 함량은 중량 1g 당 gallic acid를 기준으로 6.55 mg이었으나 녹차 분말의 첨가량에 증가함에 따라 쌀스펀지 케이크에 함유된 총 폴리페놀 함량도 증가하였다. 즉, 녹차 분말을 1, 3 및 5% 첨가하여 제조한 쌀 스펀지 케이크의 총 폴리페놀 함량은 각각 41.
- 녹차 분말을 첨가하지 않고 제조한 쌀스펀지 케이크의 총 플라보노이드 함량은 중량 1g당 quercetin을 기준으로 검출되지 아니하였으나 녹차 분말의 첨가량에 비례하여 쌀스펀지 케이크의 함유된 총 플라보노이드 함량이 많이 증가함을 확인하였다. 즉, 녹차 분말을 1, 3, 5% 첨가한 쌀스펀지 케이크에서 총 플라보노이드 함량은 각각 17.
- ABTS 라디칼 소거활성도 녹차 분말 첨가량이 증가함에 따라 높게 나타났으며, DPPH 라디칼 소거활성과 비슷한 양상을 보였다. 녹차 분말을 첨가하지 않은 쌀스펀지 케이크의 ABTS 라디칼 소거활성은 0.66%로 거의 활성을 나타내지 않은 반면에, 녹차 분말을 1%와 3%로 첨가하여 제조한 쌀스펀지 케이크에서는 각각 13.47%와 40.97%의 ABTS 라디칼 억제활성을 나타냈다. 녹차 분말을 5% 첨가하여 제조한 쌀스펀지 케이크에서는 71.
- 환원력은 700 nm에서 흡광도를 측정하였는데, 녹차 분말 첨가량이 증가함에 따라 환원력도 높게 나타났으며, 앞서 측정하였던 DPPH와 ABTS 라디칼 소거활성과 비슷한 양상을 보였다. 녹차 분말을 첨가하지 않은 쌀스펀지 케이크의 환원력은 0.164로 가장 낮은 흡광도를 나타내었으나 녹차 분말 함량이 1-5%로 증가함에 따라 흡광도 값도 0.201-0.413으로 증가하여 녹차 분말 첨가량에 비례하여 환원력이 증가함을 확인하였다. 쌀스펀지 케이크의 항산화활성은 쌀스펀지 케이크에 함유된 총 폴리페놀과 총 플라보노이드폴리페놀 함량에 비례하여 증가하는 것으로 나타났다.
- 쌀가루는 밀가루에 비해 수분결합력이 높은 편이나 지방결합력은 밀가루보다 매우 낮고 반죽의 비중은 거의 대부분의쌀 품종에서 밀가루 반죽에 비해서 유의적으로 높게 나타났다(7). 쌀가루로 제조한 빵과 과자류는 부피, 굽기에 의한 수분 감소율과 관능평가 등을 종합적으로 고려할 때 밀가루 제품보다 경도가 낮고 최종 완성품의 부피가 더 크며 관능평가에서 향미가 우수한 것으로 나타났다(7). 쌀가루를 제빵의 재료로 활용할 경우에는 제빵성과 점탄성을 고려할 때, 밀가루에 대해 10-30%의 저비율로 첨가하는 것이 일반적이다(8).
- 쌀가루에 녹차 분말을 첨가하여 스펀지케이크를 제조한 후 예비 관능평가를 실시한 결과 맛과 케이크의 형태 등을 고려할 때 녹차 분말은 쌀가루 중량의 최대 5%까지 첨가하는 것이 적절한 것으로 판단되었다. 예비실험 결과에 따라 Table 1과 같은 배합비율로 스펀지케이크를 제조하였다.
- 쌀스펀지 케이크의 내부색을 측정한 결과, 케이크의 밝은 정도를 나타내는 L*값은 녹차 분말을 첨가하지 않은 대조군이 77.31로 가장 높게 나타났으며, 녹차 분말 첨가량이 증가함에 따라 감소하는 경향을 보여, 녹차 분말을 5% 첨가하여 제조한 쌀스펀지 케이크에서는 51.57로 가장 낮은 값을 나타났다. 적색도를 나타내는 a*값은 녹차 분말을 첨가하지 않은 대조군이 -4.
- 413으로 증가하여 녹차 분말 첨가량에 비례하여 환원력이 증가함을 확인하였다. 쌀스펀지 케이크의 항산화활성은 쌀스펀지 케이크에 함유된 총 폴리페놀과 총 플라보노이드폴리페놀 함량에 비례하여 증가하는 것으로 나타났다. 이는 녹차에 함유된 다량의 폴리페놀 화합물에 기인하는 것으로 판단되며, 이들 생리활성 물질들에 의한 암 예방, 항산화, 염증 억제 등의 건강기능성이 보고되고 있다(18,19)
- 쌀스펀지 케이크의 회분은 대조군과 녹차 분말을 3-5% 첨가하여 제조한 쌀스펀지 케이크에서 각각 0.78%와 0.79%로 녹차 분말 첨가량이 증가함에 따라 수치상으로는 다소 증가하였으나 통계적인 유의성은 없는 것으로 나타났다. 녹차 분말을 1% 첨가하여 제조한 쌀스펀지 케이크의 회분 함량은 0.
- 향에 대한 기호도는 대조군에 비해 녹차 분말을 1% 첨가한 실험군에서 높게 나타났으나, 녹차 분말을 3% 및 5% 첨가한 실험군의 경우는 대조군과 차이를 보이지 않았다. 이는 쌀스펀지 케이크에 첨가한 녹차의 향이 계란의 비린 향을 없애주어 향미 관점에서 미미하지만 긍정적인 영향을 미친 것으로 사료되며, 녹차 분말 첨가량이 3% 이상으로 증가할 경우에는 강한 녹차향으로 인해 오히려 선호도가 증가하지 않고 대조군과 차이가 없는 것으로 판단된다. 질감의 경우는 대조군에 비해 녹차 분말을 3% 첨가한 실험군에서 5.
- 이상의 결과를 종합해 볼 때, 쌀스펀지 케이크에 녹차 분말을 첨가할 때는 쌀가루 중량의 1% 수준에서 첨가할 경우, 색에 대한 선호도는 대조군과 유사하게 나타났고, 향에 대한 선호도는 대조군보다 높게 나타났다. 녹차 분말을 쌀가루 중량의 3% 수준에서 첨가할 경우는 대조군과 유사한 수준으로 맛에 대한 기호 도가 높게 나타났고, 질감 및 전체적인 선호도는 대조군보다 높음을 알 수 있었다.
- 74%로 다른 실험군에 다소 낮게 나타났다. 조지방은 대조군과 녹차 분말 함량이 1%인 실험군에서 각각 3.83%와 3.90%로 나타났으나, 녹차 분말을 3-5%까지 첨가하여 제조한 쌀스펀지 케이크에서는 3.09-3.16%로 감소하였다. 조단백질은 녹차 분말을 첨가하지 않고 제조한 대조 군에서는 8.
- 녹차 분말을 첨가하지 않고 제조한 쌀스펀지 케이크의 총 플라보노이드 함량은 중량 1g당 quercetin을 기준으로 검출되지 아니하였으나 녹차 분말의 첨가량에 비례하여 쌀스펀지 케이크의 함유된 총 플라보노이드 함량이 많이 증가함을 확인하였다. 즉, 녹차 분말을 1, 3, 5% 첨가한 쌀스펀지 케이크에서 총 플라보노이드 함량은 각각 17.76, 68.38 및 124.94 mg으로 확인되었다.
- 내부색의 경우는 녹차 분말 첨가량이 증가함에 따라 L*값은 감소하였고, a*와 b*값은 유의적 증가하였다. 총 폴리페놀과 총 플라보노이드, 산화방지 활성 DPPH와 ABTS 라디칼 소거활성 및 환원력을 통해 살펴본 항산화활성은 녹차 분말 첨가량이 증가함에 따라 높게 나타남을 확인하였다. 관능평가인 색, 맛, 향기, 텍스처와 전반적인 만족도에 대한 9점 만족도를 기준으로 관능검사 결과 색에 대한 기호도 측정결과, 쌀가루 중량의 1% 수준에서 첨가할 경우, 향에 대한 선호도는 대조군보다 높았고, 3% 수준에서 첨가할 경우는 질감 및 전체적인 선호도는 대조군보다 높은 점수를 나타냈다.
- 48까지 증가하였다. 케이크의 외관에서는 대조군과 녹차 분말을 1-3% 첨가한 실험군에 비해 녹차 분말을 5% 첨가하여 제조한 스펀지케이크의 부피가 현저히 감소함을 확인하였다. 텍스처 측정 결과, 녹차 분말 함량이 증가함에 따라 경도와 탄력성도 증가하였고, 부착성은 감소하였으며, 응집성, 씹힘성과 탄성은 대조군과 실험군 간에 유의적인 차이가 없었다.
- 케이크의 외관에서는 대조군과 녹차 분말을 1-3% 첨가한 실험군에 비해 녹차 분말을 5% 첨가하여 제조한 스펀지케이크의 부피가 현저히 감소함을 확인하였다. 텍스처 측정 결과, 녹차 분말 함량이 증가함에 따라 경도와 탄력성도 증가하였고, 부착성은 감소하였으며, 응집성, 씹힘성과 탄성은 대조군과 실험군 간에 유의적인 차이가 없었다. 녹차 분말 첨가의 쌀스펀지 케이크 외부 표면 색도 측정결과 L*, a* 및 b*값은 대조군이 가장 높았고, 녹차 분말 첨가량이 증가함에 따라 감소하는 경향을 보였다.
후속연구
- 48%로 증가하였다. 다만, 녹차 분말 5%를 첨가하여 제조한 실험군에서는 수분함량이 23.82%로 대조군보다는 높았으나 녹차 분말 함량이 1-3%인 실험군에 비해서는 감소하여 이에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 사료된다. 녹차 분말은 쌀가루에 비해 수분결합력이 크고, 녹차 분말에 함유된 수용성 식이섬유소가 수분 증발을 억제하여 전반적인 수분함량이 증가한 것으로 사료된다(3).
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